CN109026484B - 汽车进气道式喷油器在线检测平台的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车进气道式喷油器在线检测平台的控制系统，包括PLC、喷射介质液位监测及补液装置、喷射介质压力控制装置、油路控制装置，喷射介质液位监测及补液装置、喷射介质压力控制装置、油路控制装置均由PLC进行控制。喷射介质液位监测及补液装置通过喷射介质压力控制装置与油路控制装置的同时，还调节喷射介质液位监测及补液装置的液位。本发明提供的控制装置满足了国内外汽车进气道式喷油器检测的试验条件，实现了汽车进气道式喷油器性能的科学、准确检测，通过优化设计，利用先进的传感器技术，实现对进气道式喷油器多种特性的测试。
Description
技术领域
本发明属于计量检测领域，涉及自动化技术，尤其是一种汽车进气道式喷油器在线检测 平台的控制系统。
背景技术
汽车喷油器是汽车发动机的重要组成部分，其工作特性是否达到工作要求，直接影响了 汽车发动机的工作特性。因此，在汽车喷油器的生产环节，有必要直接对其进行精准的测试。
目前，美国汽车工程师协会颁布的《SAE J1832-2001Low Pressure GasolineFuel Injector》； 中国机械工业联合会提出的《GB/T 25363-2010汽油机电磁阀式喷油器总成试验方法》；汽车 行业标准《QC/T 967-2014汽油机进气道喷射式喷油器》等标准，对汽车电控进气道式喷油 器的测试环境有着明确的要求。测试环境是否达到测试要求，对喷油器检测的准确性有着较大的影响。因此，为了构建测试喷油器的标准环境，提高测试的准确度，汽车进气道式喷油 器在线检测平台需要一种可靠、稳定、安全的控制系统。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种结构简单、易于操作的汽车进气 道式喷油器在线检测平台的控制系统。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种汽车进气道式喷油器在线检测平台的控制系统，包括PLC、喷射介质液位监测及补 液装置、喷射介质压力控制装置、油路控制装置，喷射介质液位监测及补液装置、喷射介质 压力控制装置、油路控制装置均由PLC进行控制。喷射介质液位监测及补液装置通过喷射介 质压力控制装置与油路控制装置的同时，还调节喷射介质液位监测及补液装置的液位。
而且，所述喷射介质液位监测及补液装置包括继电器、油泵、油箱、液位传感器和增压 罐组成喷射介质液位监测及补液装置，其中，油箱出油口与增压罐入油口通过滤清器相连接， 液位传感器装置与增压罐内，油泵装置于油箱内部且与继电器相连接，PLC与继电器连接。
而且，所述喷射介质压力控制装置包括电磁比例阀、气泵、增压罐、进油共轨和压力传 感器，其中PLC与电磁比例阀、压力传感器相连接，电磁比例阀输入口与气泵相连接，输出 口与增压罐相连接，增压罐的出油口与进油共轨相连接，压力传感器用于监测进油共轨内喷射介质压力，其与PLC、电磁比例阀、增压罐、进油共轨构成喷射介质压力的闭环控制。
而且，所述电磁比例阀与气泵之间装置气压表与空气油水分离器，用于监测气体压力与 水汽分离。
而且，所述油路控制装置包括六路进油电磁阀、六路回油电磁阀，六路进油电磁阀与流 量计和六个喷油器相连接；六路回油电磁阀与回油共轨相连接，PLC与六路进油电磁阀、六 路回油电磁阀分别连接。
而且，所述每个喷油器分别与一喷油器驱动器相连接，构成喷油器驱动装置，喷油器驱 动器可同时驱动六路喷油器模拟喷油器怠速、低速、中速和高速的工况，以及采集各类喷油 器状态信号，监测喷油器断路和短路故障。
而且，还包括喷油器干燥装置，包括空气电磁阀、六路单向阀单向阀，六路单向阀的进 气口通过空气电磁阀连接在空气油水分离器与电磁比例阀之间的空气管路上，六路单向阀的 出气口分别位于六路进油电磁阀下面的供油管上，用于干燥测试后的喷油器。
而且，还包括喷油器流量采集装置，包括脉冲计数器与流量计，用于测试喷油器的流量 特性，流量计装置于六路进油电磁阀和进油共轨之间，脉冲计数器与流量计相连接，用于计 量流量计的脉冲数量。
而且，所述的喷射介质压力控制装置、喷油器驱动装置和喷油器流量采集装置，共同构 成故喷油器障诊断装置，用于测试喷油器发生堵塞或泄漏故障。
而且，包括上位机，上位机同时与喷油器驱动器、PLC、脉冲计数器相连接，负责对控 制系统各个环节进行实时控制，以及数据采集、处理与显示。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明提供的控制装置满足了国内外汽车进气道式喷油器检测的试验条件，实现了汽 车进气道式喷油器性能的科学、准确检测，通过优化设计，利用先进的传感器技术，实现对 进气道式喷油器多种特性的测试。喷射介质压力，以及测试喷油器的各个参数可以自行采集与处理，实现了较高的自动化程度，降低测试喷油器流程的复杂性。
2、本发明提供的控制装置采用控制气体体积的方式进行喷射介质压力控制，减小压力波 动，利用闭环控制，增强了喷油器在线检测平台的稳定性；采用补液装置，保证了喷油器在 线检测平台的可在持续性，提高了其工作效率；采用喷油器干燥装置，实现了喷油器在线检测的流程的完整性，增强了测试流程的自动化程度。
附图说明
图1为本发明中的电控部分与执行机构的连接关系示意图。
图1中，1为油箱，2为低压油泵，3为滤清器，4为继电器，5为气压表，6为气泵，7 为空气油水分离器，8为电磁比例阀，9为增压罐，10为液位传感器，11为进油共轨，12为 进油电磁阀，13为流量计，14为单向阀，15为喷油器，16为量筒，17为回油共轨，18为压 力传感器，19为回油电磁阀，20为空气电磁阀，21为上位机，22为喷油器驱动器，23为脉冲计数器，24为PLC。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不 是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种汽车进气道式喷油器在线检测平台的控制系统，包括1油箱，2低压油泵，3滤清器， 4继电器，5气压表，6气泵，7空气油水分离器，8电磁比例阀，9增压罐，10液位传感器，11进油共轨，12六路进油电磁阀，13六路流量计，14六路单向阀，15喷油器，16量筒，17 回油共轨，18压力传感器，19六路回油电磁阀，20空气电磁阀，21上位机，22喷油器驱动 器，23脉冲计数器，24PLC。
上述的24PLC与4继电器、6油泵、1油箱、10液位传感器和9增压罐组成喷射介质液位监测及补液装置。其中，1油箱出油口与9增压罐入油口通过滤清器相连接，用于过滤喷射介质。10液位传感器装置与9增压罐内，用于监测喷射介质的液位状态。2低压油泵装置于1油箱内部，其与4继电器相连接，用于喷射介质补液控制。
上述的24PLC与8电磁比例阀、6气泵、9增压罐、11进油共轨和18压力传感器构成喷射介质压力控制装置。其中24PLC与8电磁比例阀、18压力传感器相连接。8电磁比例阀 输入口与6气泵相连接，输出口与9增压罐相连接，用于控制9增压罐内气体的体积。8电 磁比例阀与6气泵之间装置5气压表与7空气油水分离器，用于监测气体压力与水汽分离。9 增压罐的出油口与11进油共轨相连接，18压力传感器用于监测11进油共轨内喷射介质压力， 其与24PLC、8电磁比例阀、9增压罐、11进油共轨构成喷射介质压力的闭环控制。
上述的24PLC与12六路进油电磁阀、19六路回油电磁阀构成油路控制装置，用于控制 六路油路的工作状态。12六路进油电磁阀与13六路流量计和15喷油器相连接；19六路回油 电磁阀与17回油共轨相连接。
上述的24PLC与20空气电磁阀、14六路单向阀构成喷油器干燥装置，用于干燥测试后 的15喷油器。14六路单向阀的进气口通过20空气电磁阀连接在7空气油水分离器与8电磁 比例阀之间的空气管路上，14六路单向阀的出气口分别位于12六路进油电磁阀下面的供油 管上，用于干燥测试后的15喷油器。
上述22喷油器驱动器与15喷油器相连接，构成15喷油器驱动装置，负责模拟喷油器怠 速、低速、中速和高速等各种不同的工况，以及采集各类喷油器状态信号，监测喷油器断路 和短路故障，并且可同时驱动六路喷油器。
上述23脉冲计数器与13六路流量计构成喷油器流量采集装置，用于测试喷油器的流量 特性(动态流量与静态流量)。六路流量计装置于12六路进油电磁阀和11进油共轨之间， 23脉冲计数器与13六路流量计相连接，用于计量流量计的脉冲数量。
上述喷射介质压力控制装置、喷油器驱动装置和喷油器流量采集装置，共同构成故喷油 器障诊断装置，负责测试喷油器是否发生堵塞或泄漏故障。
上述21上位机同时与22喷油器驱动器、24PLC、23脉冲计数器相连接，负责对控制系 统各个环节进行实时控制，以及数据采集、处理与显示。
本控制系统的控制方法步骤如下：
(1)打开气泵，安装喷油器，将其安装到喷油器安装装置上并按顺序连接喷油器驱动线。
(2)打开电源开关，启动控制系统，点击上位机屏幕中“识别喷油器”按钮，此时通过 喷油器驱动装置采集各个喷油器数据，通过反馈数据识别喷油器类型(电压型或电流型)，同时反馈上位机每个喷油器的相应数据。
(3)点击上位机屏幕中“压力设定”框，设定实验所需的压力值，点击“开始加压”按钮，此时喷射介质压力控制装置将控制喷射介质的压力达到并稳定在设定压力值。其中PLC控制喷射介质压力控制装置，采用的算法公式为：
式中：u(t)为输出压力值；KP为比例系数；Ti为积分时间常量；Td为微分时间常量；e(t) 为设定压力值与实际压力值的偏差。
设采样时间为T，在k时刻可将(1)式离散化得到：
式中：为积分系数；/>为微分系数。
调节u(k)，当e(t)为零时，使得控制系统调节并稳定喷射介质压力。在喷油器工作过程 中控制系统将一直执行此算法，使其喷射介质压力保持稳定状态。
(4)点击上位机屏幕“故障诊断”按钮，启动喷油器故障诊断装置，此时喷油器驱动装 置分别对每一路喷油器输入相同参数的控制信号，同时采集喷射介质压力及喷油器喷射流量 信息，根据喷射介质压力及喷油器喷射流量信息判断喷油器是否发生堵塞或泄漏故障。并记录。
(5)点击上位机屏幕“参数设置”按钮，输入喷油器流量特性实验需要测试的不同工况 具体参数，最后将不同工况进行排序。
(6)点击“开始测试”按钮，启动压力控制装置，此时喷油器驱动装置将按照第(4)步骤设定的工况顺序输出控制信号，进行流量特性测试，每一工况测试结束后，喷油器流量采集装置自动计算喷油器喷射流量，所有工况测试结束后，根据测试结果输出流量特性曲线 图，并记录。在流量特性测试过程中，喷油器驱动装置将实时监测采集喷油器状态信号。
(7)测试结束后，点击“干燥”按钮，此时喷油器干燥装置对喷油器进行干燥工序。
(8)点击“测试结束”按钮，停止各个装置工作，将记录的各项测试数据形成实验报告。
(9)点击“打印报告”按钮，输出实验报告。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不 脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本 发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
Claims (5)
1.一种汽车进气道式喷油器在线检测平台的控制系统，包括PLC、喷射介质液位监测及补液装置、喷射介质压力控制装置、油路控制装置，喷射介质液位监测及补液装置、喷射介质压力控制装置、油路控制装置均由PLC进行控制，喷射介质液位监测及补液装置通过喷射介质压力控制装置与油路控制装置调节喷射介质液位监测及补液装置的液位，所述喷射介质压力控制装置包括电磁比例阀、气泵、增压罐、进油共轨和压力传感器，其中PLC与电磁比例阀、压力传感器相连接，电磁比例阀输入口与气泵相连接，输出口与增压罐相连接，增压罐的出油口与进油共轨相连接，压力传感器用于监测进油共轨内喷射介质压力，其与PLC、电磁比例阀、增压罐、进油共轨构成喷射介质压力的闭环控制，所述电磁比例阀与气泵之间装置气压表与空气油水分离器，用于监测气体压力与水汽分离，汽车进气道式喷油器在线检测平台的控制系统还包括喷油器干燥装置，喷油器干燥装置包括空气电磁阀、六路单向阀单向阀，六路单向阀的进气口通过空气电磁阀连接在空气油水分离器与电磁比例阀之间的空气管路上，六路单向阀的出气口分别位于六路进油电磁阀下面的供油管上，用于干燥测试后的喷油器，所述油路控制装置包括六路进油电磁阀、六路回油电磁阀，六路进油电磁阀与流量计和六个喷油器相连接；六路回油电磁阀与回油共轨相连接，PLC与六路进油电磁阀、六路回油电磁阀分别连接，所述六个喷油器分别与一喷油器驱动器相连接，构成喷油器驱动装置，喷油器驱动器可同时驱动六路喷油器模拟喷油器怠速、低速、中速和高速的工况，以及采集各类喷油器状态信号，监测喷油器断路和短路故障。
2.根据权利要求1所述的汽车进气道式喷油器在线检测平台的控制系统，其特征在于：所述喷射介质液位监测及补液装置包括继电器、油泵、油箱、液位传感器和增压罐组成喷射介质液位监测及补液装置，其中，油箱出油口与增压罐入油口通过滤清器相连接，液位传感器装置与增压罐内，油泵装置于油箱内部且与继电器相连接，PLC与继电器连接。
3.根据权利要求1所述的汽车进气道式喷油器在线检测平台的控制系统，其特征在于：包括上位机，上位机同时与喷油器驱动器、PLC、脉冲计数器相连接，负责对控制系统各个环节进行实时控制，以及数据采集、处理与显示。
4.根据权利要求1所述的汽车进气道式喷油器在线检测平台的控制系统，其特征在于：还包括喷油器流量采集装置，包括脉冲计数器与流量计，用于测试喷油器的流量特性，流量计装置于六路进油电磁阀和进油共轨之间，脉冲计数器与流量计相连接，用于计量流量计的脉冲数量。
5.根据权利要求4所述的汽车进气道式喷油器在线检测平台的控制系统，其特征在于：所述的喷射介质压力控制装置、喷油器驱动装置和喷油器流量采集装置，共同构成故喷油器障诊断装置，用于测试喷油器发生堵塞或泄漏故障。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| OL01 | Intention to license declared | ||
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